Урок по теме:"Водопровод. Поршневой жидкостный насос"
презентация к уроку по физике (7 класс) на тему

                                    Ивашкина Ольга Петровна  

Идентификатор  264-717-689

Тема:  “Водопровод. Поршневой жидкостный насос”.

Цель урока: Приобретение знаний о конкретных технических устройствах, созданных людьми для удовлетворения своих потребностей на основе открытых законов.

Задачи урока:

1. Изучить  устройство, назначение водопровода и поршневого жидкостного насоса.
2. Закрепить знания на расчет числовых значений  физических величин в конкретных ситуациях.

Оборудование: Компьютер, проектор, интерактивная доска или экран, СД  диск «Библиотека наглядных пособий по физике» 7-11 кл. от «1С:Образование 3.0» (Дрофа, Формоза) и презентация  (с набором слайдов, подготовленных к уроку). 

Демонстрации:

1. Презентация.  
2. Компъютерная анимация «Принцип действия насоса» (СД  диск «Библиотека наглядных пособий по физике» 7-11 кл. от «1С:Образование 3.0»).

Ход урока.

1. Организационный момент (1 мин).
2. Повторение изученного. Фронтальный опрос-беседа (10-15 минут).

Учитель: Отгадайте две загадки (учитель читает загадки, а на экране демонстрируются слайды из презентации):

1 слайд  (мужчина на скале)

Поднимаемся мы в гору,

Стало трудно нам дышать.

А какие есть приборы,

Чтоб давленье измерять?

                                                                   (отв. барометр)

смена слайда

2 слайд     (изображение барометра)

На стене висит тарелка,

По тарелке ходит стрелка.

Эта стрелка наперед

Нам погоду узнает.

                                                                         (отв. барометр)

Учитель: Что же такое барометр?

Ученик:   Барометр-это прибор для измерения атмосферного давления.

смена слайда

3 слайд      (водяной барометр Паскаля)

Учитель: (учитель вызывает ученика к доске)

На рис. изображен водяной барометр Паскаля. Чему равна высота столба воды в этом барометре при нормальном атмосферном давлении?

Ученик:  (решает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)

Учитель: Сверим решение задачи.(открывает 2 часть слайда кликом мыши). Какие барометры чаще всего применяют на практике и почему?

Ученик: На практике чаще всего используют барометр-анероид

 (от греческого слова «анерос» - безжидкостный), т.к. такие барометры портативны, надежны и в них отсутствует жидкость.

Учитель: Расскажите внутреннее устройство этого прибора.

смена слайда

4 слайд   (внутреннее устройство барометра-анероида)

Ученик:  (Показывая на слайде) Главная часть барометра - гофрированная металлическая коробочка, из которой откачен воздух, а чтобы атмосферное давление ее не раздавило, крышку пружиной оттягивают вверх. К пружине с помощью передаточного механизма прикреплена стрелка, которая передвигается  вдоль шкалы при изменении давления.

Учитель: Для чего используют манометры и где их применяют?

Ученик: Манометры используют для измерения давлений жидкости или газов. (от греческого слова «манос» - редкий, не плотный). Их применяют в технике, медицине (изм. давл. человеку, давления воздуха в акваланге, определение давления в газовых баллонах и т.п.)

Учитель: Какие разновидности манометров вы знаете?

Ученик: Существуют различные конструкции манометров. Наиболее простые: металлический или трубчатый

смена слайда

5 слайд

Учитель: Расскажите устройство металлического манометра, используя слайд, который перед вами.

смена слайда

6 слайд   (устройство металлического / трубчатого манометра

Ученик: (Показывая на слайде)  Основной частью трубчатого манометра является согнутая в дугу полая металлическая трубка. Один конец которой запаян и при помощи механических звеньев соединен со стрелкой, а другой с помощью крана соединяется с сосудом, в котором измеряют давление.

Учитель: Какие еще манометры бывают? Расскажите устройство такого манометра.

Ученик: Еще существует жидкостной U-образный манометр

смена слайда

7 слайд   (устройство жидкостного U-образного манометра)

Ученик: (Показывая на слайде) Жидкостный U-образный манометр. Его основной частью является двухколенная стеклянная трубка, имеющая форму латинской буквы «U», в которой налита жидкость (например, вода или спирт). Работа такого манометра основана на сравнении давления в закрытом колене с внешнем давлением в открытом колене. По разности высот жидкости в коленах судят об измеряемом давлении.

Учитель: Какие сосуды называют сообщающимися. Приведите примеры.

Ученик: Сообщающимися сосудами называют сосуды, соединенные между собой. Это самовар, чайник, сифон под раковиной, водомерное стекло, водопровод, артезианские колодцы.

Учитель:  Сформулируйте  закон сообщающихся сосудов

Ученик:  В сообщающихся сосудах поверхности однородной жидкости устанавливаются на одном уровне

смена слайда

8 слайд    ( Судно в шлюзе)

Учитель:  Внимательно рассмотрите схему шлюза и ответьте на вопрос: «Поднимается или опускается судно в шлюзе и почему?» (запустить анимацию, нажав стрелку  —>  можно ускорить просмотр)

смена слайда

9 слайд   (тема урока)

2. Новый материал  ( 20 минут)

Вид доски:

Учитель: Запишите с доски в тетрадь тему урока:

 «Водопровод. Поршневой жидкостный насос»

Учитель:  Развитие жизни неразрывно связано с гидросферой.

10 слайд      (ель на берегу горного озера)

Вода явилась той основой, благодаря которой возникла жизнь. Вода – основной элемент нашей пищи. Без воды человек не может жить.

Воду человек использует (учитель демонстрирует слайды и дает к ним  пояснения): в орошении        

смена слайда

11 слайд     (орошение с/х земель)

на транспорте  

смена слайда

12 слайд                (транспорт)  

смена слайда

энергетике                                      

13 слайд    (станция)

бытовых целях и приготовлении воды  питьевого качества  

смена слайда

14 слайд      (вода и соленья)

Учитель: Ребята, как вы думаете,  а каким же образом, вода из рек, озер, водохранилищ и из-под земли подается нам в квартиры, на заводы, т.е. потребителям?

смена слайда

15 слайд  (поселок  на  берегу реки)

Ученик: Вода, взятая из источника, подается потребителям по водопроводу.

Учитель: Верно.

Первые водопроводные сооружения – колодцы, оросительные каналы и акведуки появились в местах развития древнейших цивилизаций в период их расцвета и явились условием этого расцвета.

Послушаем  историческую справку, которою подготовил(а) (учитель называет фамилию, имя  ученика).

смена слайда

16 слайд  (фото римского акведука, сохранившегося до наших дней)

Ученик: Акведук - сооружение для передачи воды на большие расстояния (от лат.aqua – вода, duco – веду). Это своеобразный водный канал, поднятый над землей и перекрытый сверху для предохранения от испарения и загрязнения воды. В местах понижения земной поверхности акведук поддерживают арки. Вода по нему двигалась самотеком по слегка наклоненному желобу. Акведуки строились уже в Ассирии в начале 7 века

до н.э.

Особенно знамениты римские акведуки. Первый из них был построен в 312 году до н.э. и имел длину 16,5 км. Самый длинный акведук 132 км был построен в городе Карфагене императором Адрианом. Почти 100 городов Римской империи снабжались водой с помощью акведуков.

Учитель: Исторически сложилось так, что водопроводом называют не только акведуки или каналы для подачи воды, но и всю систему сооружений, предназначенных для добычи, транспортирования, обработки и распределения воды. Можно сделать вывод:

Водопровод – это система инженерных сооружений, служащих для снабжения водой населения, заводов и фабрик (записать в тетр.)

смена слайда

 17 слайд  (схема современного водопровода)

Рассмотрим  простую схему современного водопровода, которая предполагает наличие водонапорной башни. (объяснение по слайду)

Воду из источника (1) забирают насосами (2), которые приводятся в действие электродвигателями (3). Вода под напором через трубу (4) поступает в большой бак с водой, находящийся в водонапорной башне (5),  которая служит для создания напора воды, а также для ее запаса. От этой башни на глубине порядка 2 м проложены трубы, от которых в каждый дом идут ответвления и дальше вода поступает в водопроводную сеть (6). За счет естественного

гидравлического давления вода может по трубам подниматься на высоту примерно равную высоте, на которой находиться бак  с водой.  

Такой водопровод, к примеру, применяют для механизированного водоснабжения фермы. Чтобы напоить животных, приготовить корма, промыть оборудование на фермах, нужно много воды.

В промышленных масштабах используют для забора воды  электронасосы.

Мы рассмотрим с вами наиболее простую конструкцию ручного насоса, с помощью которого можно подавать воду.

смена слайда

18 слайд -  (поршневой жидкостный насос)

Перед вами поршневой жидкостный насос (учитель объясняет устройство насоса и демонстрирует его элементы)

Насос состоит из цилиндра и плотно прилегающего к стенкам цилиндра поршня, который может ходить вверх вниз.

В самом поршне установлен клапан, открывающийся только вверх. Такой же клапан имеется в нижней части корпуса. Рассмотрим принцип работы насоса.

Учитель запускает анимацию на СД  диске  «Библиотека наглядных пособий по физике» 7-11 кл. от «1С:Образование 3.0»

После просмотра анимации возвращаемся на 18 слайд  и еще раз обсуждаем принцип работы поршневого жидкостного насоса.

При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в цилиндр поднимает нижний клапан и движется за поршнем

При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем давит на нижний клапан и он закрывается. При этом давление воды в пространстве под поршнем возрастает и открывается верхний клапан и вода переходит в пространство над поршнем.

При следующем движении поршня вверх клапан в поршне закрывается. Вода над поршнем поднимается вместе с ним при этом нижний клапан вновь открывается и вода под действием атмосферного давления заполняет нижнюю часть насоса под поршнем.

Количество воды над поршнем при каждом следующем его опускании увеличивается. При поднятии поршня вода, поднимаясь вместе с ним выливается через сливной патрубок наружу. Такой процесс повторяется циклически.

Посмотрим  второй раз. (повторный запуск анимации)

Этот насос используется для откачивания воды из спасательных шлюпок судов, на колонке  в деревнях, где воду берут из скважин.

3. Закрепление и повторение (10 -15 минут)

18 слайд (поршневой жидкостный насос)

Учитель: Почему при подъеме поршня открывается нижний клапан, и вода движется за поршнем?

Ученик: Из-за перепада давления. Давление под поршнем меньше атмосферного и вода под действием атмосферного давления входит в цилиндр.

Учитель: Почему нижний клапан закрывается при движении поршня вниз

Ученик: При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем давит на нижний клапан и он закрывается. При этом давление воды в пространстве под поршнем возрастает и открывается верхний клапан и вода переходит в пространство над поршнем.

Учитель: Переходим к решению задач. 

Учитель:  (учитель вызывает ученика к доске и зачитывает задание)

 Какова высота водонапорной башни (в метрах), если воду в нее приходится поднимать, создавая насосом давление в 500 кПа? Плотность воды 1г/см³. Коэффициент g считать 10 Н/кг.

 (ученик решает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)

учитель  проверяет решение задачи и выставляет оценку.

Учитель:  (учитель вызывает 2го ученика к доске и зачитывает условие задачи)

Какое минимальное давление должен развивать насос, подающий воду на высоту 55м? (Ответ запишите в атм.)

Ученик: (решает задачу, делая необходимые записи на доске и давая необходимые пояснения)

[Если время осталось,  то можно решить задачи  № 583-585 (493-495) из сборника задач по физике для  7 - 9 классов общеобразовательных учреждений авторов  В.И. Лукашик, Е.В. Иванова]

4. Домашнее задание: §44, вопросы к параграфу; задача № 97

Список литературы:

1. Учебник физики С. В. Громов, Н. А. Родина 7 кл.

М.: «Просвещение», 2010г.

2. Школьная энциклопедия. Том «История Древнего Мира»

М.: «Ольма – Пресс Образование», 2003г.

3.   Элементарный учебник физики.  Том I  под редакцией академика

Г. С. Ландсберга,  М.: «Наука», 1985 г.

главная редакция физико-математической литературы

4. Сборник задач по физике для  7 - 9 классов общеобразовательных

учреждений В.И. Лукашик, Е.В. Иванова.

М.: «Просвещение», 2009г.